生态系统的信息传递的例子

生态系统信息传递的形式主要有物理信息、化学信息、营养信息和行为信息。3􀀁 1 􀀁 物理信息生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。生态系统中的各种光、声、热、电、磁等都是物理信息; 动物的视觉、听觉、冷觉、热觉和触觉是典型的物理信息感受的过程。这些物理信息有的表示识别, 有的表示威胁、挑战, 有的向对方炫耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则为了配对等。3􀀁 1􀀁 1 􀀁 光信息。萤火虫的闪光、蝴蝶的飞舞、花朵艳丽的色彩等都属于光信息。萤火虫在夜晚是依据发光器官所发出的闪光来寻找配偶的。有一种萤火虫( photinus py ralis) 雄萤到处飞来飞去, 但严格地每隔5􀀁8 s 发光一次, 雌萤则停歇在草叶上以发光相应答, 每次发光间隔时间与雄萤相同, 但总是在雄萤发光2 s 后才发光。据研究, 每一种萤火虫的发光频率都不相同, 这极好地避免了种间信号混淆和种间杂交。3􀀁 1􀀁 2􀀁 声音信息。人们最熟悉的声音莫过于鸟类宛转多变的叫声了, 鸟类和昆虫的鸣叫声非常类似于萤火虫的闪光, 都具有物种各自的特异性。澳大利亚蝉可发出800 Hz 的低频声,其声音强度在80 dB 以上, 由于雌蝉的感受器对800 Hz 的低频声最为敏感和具有最大的指向性, 所以常常被吸引到鸣伍茄告叫着的雄蝉群体中来。3􀀁 1􀀁 3 􀀁 热信息。生活在南美洲的响尾蛇, 头部有个颊窝, 能够感知0􀀁001 ! 温差的变化; 响尾蛇能够准确地捕食动物, 主要就是靠颊窝对温差的敏感性。3􀀁 1􀀁 4 􀀁 触觉信息。有些动物交配行为的完成有赖于触觉信息。雄园蛛在生殖季节走近蛛网, 在网边用前足按一定的力度和节律牵动雌蛛所结网的蛛丝。雌蛛立即作出反应, 也像有美食一样冲了过来。这时, 雄蛛会暂时退到蛛网的外面。雄蛛等到雌蛛回到网中央后, 它会又一次弹起蛛网。当雌蛛确认是雄蛛的求偶信号时, 就会做好交配准备, 安静地等在网的中央。雄蛛一面不停地拨动蛛网, 一面爬向雌蛛, 完成与纳拦雌蛛的交配。3􀀁 1􀀁 5􀀁 磁信息。由于生物生活在太阳和地球的磁场内, 少不了要受到磁力的影响。生物对磁场有不同的感受能力, 常常被称为是生物的第六感觉。候鸟在天空中成群结队、南北长途往返飞行能够准确到达目的地, 特别是信鸽千里传书而不误, 在这些行为中, 动物就是通过感知电磁场的变化, 从而确定自己所处方位和运动方向的生态系统信息传递的形式主要有物理信息、化学信息、营养信息和行为信息。3􀀁 1 􀀁 物理信息生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。生态系统中的各种光、声、热、电腔明、磁等都是物理信息; 动物的视觉、听觉、冷觉、热觉和触觉是典型的物理信息感受的过程。这些物理信息有的表示识别, 有的表示威胁、挑战, 有的向对方炫耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则为了配对等。3􀀁 1􀀁 1 􀀁 光信息。萤火虫的闪光、蝴蝶的飞舞、花朵艳丽的色彩等都属于光信息。萤火虫在夜晚是依据发光器官所发出的闪光来寻找配偶的。有一种萤火虫( photinus py ralis) 雄萤到处飞来飞去, 但严格地每隔5􀀁8 s 发光一次, 雌萤则停歇在草叶上以发光相应答, 每次发光间隔时间与雄萤相同, 但总是在雄萤发光2 s 后才发光。据研究, 每一种萤火虫的发光频率都不相同, 这极好地避免了种间信号混淆和种间杂交。3􀀁 1􀀁 2􀀁 声音信息。人们最熟悉的声音莫过于鸟类宛转多变的叫声了, 鸟类和昆虫的鸣叫声非常类似于萤火虫的闪光, 都具有物种各自的特异性。澳大利亚蝉可发出800 Hz 的低频声,其声音强度在80 dB 以上, 由于雌蝉的感受器对800 Hz 的低频声最为敏感和具有最大的指向性, 所以常常被吸引到鸣叫着的雄蝉群体中来。3􀀁 1􀀁 3 􀀁 热信息。生活在南美洲的响尾蛇, 头部有个颊窝, 能够感知0􀀁001 ! 温差的变化; 响尾蛇能够准确地捕食动物, 主要就是靠颊窝对温差的敏感性。3􀀁 1􀀁 4 􀀁 触觉信息。有些动物交配行为的完成有赖于触觉信息。雄园蛛在生殖季节走近蛛网, 在网边用前足按一定的力度和节律牵动雌蛛所结网的蛛丝。雌蛛立即作出反应, 也像有美食一样冲了过来。这时, 雄蛛会暂时退到蛛网的外面。雄蛛等到雌蛛回到网中央后, 它会又一次弹起蛛网。当雌蛛确认是雄蛛的求偶信号时, 就会做好交配准备, 安静地等在网的中央。雄蛛一面不停地拨动蛛网, 一面爬向雌蛛, 完成与雌蛛的交配。3􀀁 1􀀁 5􀀁 磁信息。由于生物生活在太阳和地球的磁场内, 少不了要受到磁力的影响。生物对磁场有不同的感受能力, 常常被称为是生物的第六感觉。候鸟在天空中成群结队、南北长途往返飞行能够准确到达目的地, 特别是信鸽千里传书而不误, 在这些行为中, 动物就是通过感知电磁场的变化, 从而确定自己所处方位和运动方向的3􀀁 2 􀀁 化学信息生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与信息传递, 这种传递信息的化学物质通称为化学信息。如酶、维生素、生长素、抗生素、性外激素, 甚至尿和粪便等都属于传递信息的化学物质。化学信息深深地影响着生物种间和种内的关系。有的相互制约, 有的相互促进, 有的相互吸引, 有的相互排斥。化学信息在生态系统中广泛存在, 对它的研究近几年发展迅速, 并逐步形成一个分支学科∀ ∀ ∀ 化学生态学。动物的嗅觉、味觉是典型的化学信息感受过程。动物根据味觉信息要判断食物可吃还是不可吃, 好吃还是不好吃, 从而作出吃还是不吃、多吃还是少吃的决定, 而这些对于维持它的生命是至关重要的。我们知道, 狗具有非常发达的嗅觉, 能够感受空气中一些化学物质所携带的气味信息, 这对于狗在寻找和选择食物, 发现敌害, 躲避不良环境的行为中起着重要作用。3􀀁 2􀀁 1􀀁 动物与植物之间的化学信息。植物给人们的印象似乎只能呆在那里等待被动物吃掉, 然而, 事实并非如此, 如植物的苦味是一个重要的化学信息, 对许多植食动物来说, 可以起到拒食作用, 不过这种苦味对有些植食动物来说可能又是引诱的信号。3􀀁 2􀀁 2􀀁 动物与动物之间的化学信息。昆虫性外激素是生态系统中广泛存在的一种化学信息。例如, 雌蚕蛾释放的性外激素, 可以把3 km 以外的雄蛾吸引过来。虽然每只雌蛾所释放的性外激素的数量不到0􀀁 01 mg , 但雄蛾仍然能够作出反应。小蠹甲在发现榆、松等寄生植物后, 会释放聚集化学信息, 以召唤同类来共同取食。棉蚜虫受到七星瓢虫攻击时, 被捕食的蚜虫会立即释放告警外激素, 通知同类个体逃避, 于是周围的蚜虫纷纷跌落。蚂蚁群体中的侦察蚁分泌的追踪外激素能引导同类觅食、去搬运食物等。哺乳动物能发出很多气味, 即使是动物的尿和粪便也包含着许多的信息, 皮脂腺被广泛认为是哺乳动物的重要的信息源。3􀀁 2􀀁3 􀀁 植物与植物之间的化学信息。在生态系统中, 生产者之间同样发生着复杂的信息联系。为人们熟知的是植物的他感作用( allelopathy) 。他感作用是指植物在物质代谢过程中产生的化学物质, 对其他植物的生长发育产生某种影响的相互作用。植物的他感作用有的是互利的。例如, 农民在种植庄稼时发现: 作物中的洋葱和甜菜、马铃薯和菜豆、小麦和豌豆混种或间种能够相互促进, 比单独种植产量高。有的是相互拮抗、相互排斥的,这种现象常称为􀀂 异株克生现象 , 如某种黄瓜( Cucumis sativus )能产生一种化学物质, 可以阻止绝大多数的杂草生长, 维持其在农田生态系统中的优势。黑核桃树下几乎没有草本植物, 这是因为黑核桃树皮和果实含有氢化胡桃酮, 这种物质被雨水冲到土壤里后再被氧化成胡桃酮, 从而抑制其他植物的生长。异株克生现象是植物控制其他植物生长的奇妙办法。3􀀁 3􀀁 营养信息营养信息是指通过营养交换所传递的信息。食物链( 网可以看作是一个营养信息系统, 通过营养交换, 能够把营养信息从一个种群( 或个体) 传到另一个种群( 或个体) 。由于食物链中各营养级的生物要保持一定的比例, 即符合生态金字塔规律。因此, 生态系统中某一营养级生物的数量和质量的变化,就会引起食物链中其他生物数量和质量的变化。例如, 松籽歉收, 这就预示着松鼠数量的减少, 以松鼠为食的貂、鼬等动物的数量也会随之减少。在草原上, 当羊多时, 草就相对少了; 草少了反过来又会使羊减少。因此, 从草的多少可以得到羊的饲料是否丰富, 以及羊群数量变化趋势的信息。达尔文发现, 在英国, 三叶草传粉要依靠丸花蜂, 由此推断, 三叶草的繁茂是由于英国丸花蜂多, 而丸花蜂比其他地方多的原因, 是因为那里喜食蜂房和蜂子幼虫的田鼠特别少, 而那里田鼠少的原因, 是因为村镇中有许多猫。那么, 不妨照此推衍下去: 三叶草是英国牛群的主要食物,而英国海军的主要食品是牛肉罐头, 于是三叶草在生态学上与英国海军大有关联; 这样看来, 英国之所以能够拥有一支强大的海军, 从而成为世界军事强国, 最终应该归功于猫。著名生物学家赫胥黎更进一步幽默地说: 􀀂 人所共知, 英国的猫是老姑娘们喂养的, 所以英国能够称霸四海, 无论从逻辑上, 还是从生态学角度上来看, 归根结底, 都应归功于英国那些爱猫的老姑娘。达尔文的􀀂 猫与三叶草 的故事, 加上这一番􀀂 演义 , 当然是言过其实, 诙谐有趣。但就某种意义上来说, 这个故事却显示出营养信息的传递情况。3􀀁 4 􀀁 行为信息行为信息是指某些动物通过特殊的行为方式向同种的其他个体或其他生物发出的信息。在这些信息中, 有的表示威胁、挑战, 有的向对方炫耀自己的优势, 有的表示从属, 有的则为了配对, 还有则是欺骗, 等等。例如, 蜜蜂发现蜜源时, 就用舞蹈动作来表示, 以􀀂 告诉 其他蜜蜂花源的方向、距离。蜜蜂中主要的舞蹈有两种: 一种是圆圈舞, 圆圈舞是采集了花蜜的蜜蜂向同伴传达在蜂箱近距离内采蜜的信号; 一种是摆尾舞, 摆尾舞是招呼同伴到百米以外去采蜜的信号。其摆尾速度与蜜源距离有关。地行鸟鸟是草原中的一种鸟, 当发现敌情时, 雄鸟就会急速起飞, 扇动两翼, 给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。有些鸟通过飞行姿势和跳舞动作来传递求偶信息。豪猪遭遇敌害时, 将其体刺竖直, 形成可怕的姿态, 从而赶跑敌人.